JPH10142806A - Pattern forming method by reflective hologram - Google Patents

Pattern forming method by reflective hologram

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JPH10142806A
JPH10142806A JP29557196A JP29557196A JPH10142806A JP H10142806 A JPH10142806 A JP H10142806A JP 29557196 A JP29557196 A JP 29557196A JP 29557196 A JP29557196 A JP 29557196A JP H10142806 A JPH10142806 A JP H10142806A
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淳一 藤田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a plane or stereoscopic pattern finer than a conventional one on a substrate through the use of a hologram, because an extra fine pattern can not be formed, in lithography using a transmission hologram, due to difficulty to make a transmission hologram dry plate fine. SOLUTION: A reflective hologram 1 is used as a hologram dry plate. The reflective hologram 1 which is backed/held with a Si-substrate, etc., is irradiated with laser beams, X-rays and electron beams, to form a pattern by using a hologram reproduced image by the reflected waves of the laser beams, X-rays and electron beams. The hologram 1 is of a reflective type, so that the hologram 1 is more excellent in physical strength than the transmission hologram and further, even if the sticking of dust and a physical defect in the hologram occur somewhat, the reproduction of the pattern does not have any trouble. Moreover, a three-dimensional structure can be formed in combination with a CVD technique.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムを利用
した光、電子線によるパターン描画方法に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern drawing method using light and an electron beam using a hologram.

【0002】[0002]

【従来の技術】超LSI製造における超微細リソグラフ
ィの一手法として、ステッパー技術と、ホログラムによ
るパターン転写技術がある。
2. Description of the Related Art As one method of ultra-fine lithography in the manufacture of VLSI, there are a stepper technique and a pattern transfer technique using a hologram.

【0003】従来のステッパー技術は、レジストが塗布
された基板にマスクを接触させてパターン転写を行う光
学露光であった。従来のステッパー技術によるリソグラ
フィでは、平行光線を出すためにその光学系に多くのレ
ンズを用いるため、レンズの複雑な調整作業が必要であ
った。また、マスクに付着した「ごみ」一つでさえも致
命的な転写パターンの欠陥を形成してしまうという問題
があった。
[0003] The conventional stepper technique is an optical exposure for transferring a pattern by bringing a mask into contact with a substrate coated with a resist. In conventional lithography using the stepper technique, a complicated adjustment operation of the lens is required because many lenses are used in the optical system to emit a parallel light beam. Further, there is a problem that even a single “dust” adhering to the mask forms a fatal transfer pattern defect.

【0004】一方、ホログラムによる従来のパターン転
写技術として、図12、図13に示すような透過型ホロ
グラムを用いたパターン形成方法がある。ホログラム
は、物体波と参照波との干渉による干渉縞を記録したも
のであり、この干渉縞パターンを計算し、電子描画装置
により半透明の膜状の物体に直接描画することによっ
て、ホログラムが作製される。このホログラムは、計算
機ホログラム(CGH)と呼ばれる。透過型ホログラム
の場合は、例えばSINメンブレン膜に干渉縞が記録さ
れ、実際には、2値のCGHの場合、図13に示すよう
にSINメンブレン膜に穴が形成されて作製される。
On the other hand, as a conventional pattern transfer technique using a hologram, there is a pattern forming method using a transmission type hologram as shown in FIGS. A hologram is a recording of interference fringes caused by interference between an object wave and a reference wave. The hologram is calculated by calculating this interference fringe pattern and directly drawing it on a translucent film-like object using an electronic drawing device. Is done. This hologram is called a computer generated hologram (CGH). In the case of a transmission hologram, for example, interference fringes are recorded on a SIN membrane film, and actually, in the case of a binary CGH, holes are formed in the SIN membrane film as shown in FIG.

【0005】図12に、透過型ホログラムを用いたパタ
ーン形成装置の構成図を示す。上記のようにして作製さ
れた所望のパターン形状が記録された透過型ホログラム
5に、レーザー発信機4からレーザー光を照射しホログ
ラムを透過させることによって、そのパターンに応じた
波面を再生することができる。図12の場合では、パタ
ーンを形成しようとする基板面上にパターンの再生像が
結像し、転写される。
FIG. 12 shows a configuration diagram of a pattern forming apparatus using a transmission hologram. By irradiating a laser beam from the laser transmitter 4 to the transmission hologram 5 on which the desired pattern shape produced as described above is recorded and transmitting the hologram, a wavefront corresponding to the pattern can be reproduced. it can. In the case of FIG. 12, a reproduced image of the pattern is formed and transferred on the substrate surface on which the pattern is to be formed.

【0006】ホログラムによるパターン転写技術では、
ホログラムの再生に複雑なレンズ系を必要としないた
め、調整作業がステッパーによるリソグラフィよりも容
易である。また、非接触でパターンを転写することがで
きるため、ステッパー技術で問題となるごみの影響を受
けづらいという特徴がある。
In the pattern transfer technique using a hologram,
Since a complicated lens system is not required for reproducing the hologram, the adjustment operation is easier than lithography using a stepper. Further, since the pattern can be transferred in a non-contact manner, there is a feature that it is hard to be affected by dust which is a problem in the stepper technique.

【0007】また、ステッパー技術では、露光用マスク
のように一部でも傷が付いたりすると、その部分のパタ
ーンが完全に欠損することになる。それに対して、ホロ
グラフィでは、物体(所望のパターン形状に相当)に光
を照射し、その物体から反射した光がホログラム乾板全
面に位相情報として分散して記録される。このように、
パターン情報はホログラム乾板全面に分散して記録され
るため、例えばホログラム乾板の半分が欠損したとして
も、情報が不足するためコントラストやS/N比が悪く
はなるが、もとの物体を再生することはできる。ホログ
ラムによるパターン転写技術は、ホログラム乾板に多少
の物理的欠陥が発生しても、再生像に致命的な欠陥を生
じることが少なく、欠陥に強いという特徴がある。
Further, in the stepper technique, if any part is damaged like an exposure mask, the pattern in that part is completely lost. In contrast, in holography, an object (corresponding to a desired pattern shape) is irradiated with light, and light reflected from the object is dispersed and recorded as phase information over the entire surface of the hologram dry plate. in this way,
Since the pattern information is dispersedly recorded over the entire surface of the hologram dry plate, for example, even if half of the hologram dry plate is lost, the contrast and the S / N ratio are deteriorated due to lack of information, but the original object is reproduced. Can do it. The pattern transfer technique using a hologram is characterized in that even if a slight physical defect occurs in the hologram dry plate, a fatal defect rarely occurs in the reproduced image and the pattern is strong against the defect.

【0008】さらに、縮小光学系を用いるステッパー技
術では、パターン分解能は縮小光学系で使用されるレン
ズ収差で決定される。これに対して、ホログラム再生で
は、記録したときと同じ光学系で再生する場合には、収
差がなくなるという大きな特徴があり、ホログラムによ
るパターン転写技術では、最終的なパターン分解能は波
長で決定される。このため、ホログラムによるリソグラ
フィでは、スパッター技術よりも簡単な光学系で波長限
界での高分解能パターンを形成することができる。
Further, in the stepper technique using the reduction optical system, the pattern resolution is determined by the lens aberration used in the reduction optical system. On the other hand, hologram reproduction has a great feature that aberration is eliminated when reproduction is performed with the same optical system as when recording, and the final pattern resolution is determined by the wavelength in pattern transfer technology using holograms. . Therefore, in lithography using a hologram, a high-resolution pattern at the wavelength limit can be formed with an optical system simpler than the sputtering technique.

【0009】ホログラフィを用いたリソグラフィの他の
特徴として、CGH(コンピュータ・ジェネレーテッド
・ホログラム)によれば、実際の物体がなくとも、仮想
の3次元配列をした物体光からの情報を計算機を用いて
ホログラムにすることができ、このため、ホログラム再
生面上のX,Y座標だけでなく、再生面に垂直なZ方向
にも焦点を結ぶようにでき、3次元構造を一度に形成で
きる利点がある。つまり、サーフェス・レリーフ型の3
次元パターンを一括形成することができる。
As another feature of lithography using holography, according to CGH (computer generated hologram), even if there is no actual object, information from object light arranged in a virtual three-dimensional array can be obtained by using a computer. The hologram can be focused on not only the X and Y coordinates on the hologram reproduction surface but also the Z direction perpendicular to the reproduction surface, and the three-dimensional structure can be formed at one time. is there. In other words, surface relief type 3
A dimensional pattern can be formed collectively.

【0010】ホログラムを用いた3次元構造物形成の応
用例を紹介する。例えば、フレネルゾーンプレート(同
心円状の回折格子)の断面を三角の鋸刃のようにする
と、回折効率が100近くになることが理論的に予測さ
れている。この三角の鋸刃の形状を作るためにはリソグ
ラフィを使い、1回のリソグラフィでは2段の段差を作
れるため、三角鋸刃の形状を8段の階段構造で近似して
作製しようとすると、4回のリソグラフィを行う必要が
ある。従来は、4段と8段のステップ構造を有するフレ
ネルゾンプレートを、それぞれ2回と4回のリソグラフ
ィ工程によって電子ビーム露光により得ていた。このよ
うなパターン形成に、3次元ホログラムを用いれば一度
のリソグラフィ工程で一括して形成することができる。
[0010] An application example of forming a three-dimensional structure using a hologram will be introduced. For example, when the cross section of a Fresnel zone plate (a concentric diffraction grating) is formed as a triangular saw blade, it is theoretically predicted that the diffraction efficiency will be close to 100. Lithography is used to form the shape of this triangular saw blade, and two steps can be made in one lithography. Lithography must be performed. Conventionally, a Fresnelson plate having a four-step and eight-step structure has been obtained by electron beam exposure in two and four lithography steps, respectively. If a three-dimensional hologram is used to form such a pattern, it can be formed collectively in a single lithography step.

【0011】現在の超LSI製造においては、サブミク
ロンメートル程度の極微細パターン形成が要求され、そ
こで用いられる光源としては、G線、I線と徐々に短波
長化が進み、細菌ではKrFやArFを用いた紫外線レ
ーザーでのパターン形成が議論されている。
At present, the production of VLSIs requires the formation of ultra-fine patterns on the order of sub-micrometers, and the light sources used therein are gradually shortened to G-rays and I-rays. The formation of a pattern with an ultraviolet laser using a method has been discussed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来のホログラフィに
よるパターン形成は、図12に示すように透過型ホログ
ラム乾板を用いるものであった。しかし、透過型ホログ
ラムによる従来のパターン形成方法では、以下に述べる
理由によりホログラム乾板の微細化が困難であるため、
今後ますますパターン形成の微細化が進むと予想される
超LSIの製造に対応できなくなる恐れがある。
In the conventional pattern formation by holography, a transmission type hologram dry plate is used as shown in FIG. However, in the conventional pattern forming method using a transmission hologram, it is difficult to miniaturize a hologram dry plate for the following reasons.
There is a possibility that it will not be possible to cope with the manufacture of VLSI, for which pattern formation is expected to be further miniaturized in the future.

【0013】そこで本発明は、上記課題を解決し、従来
の透過型ホログラムによるパターン形成方法よりも、微
細なパターンを形成できる方法を提供することを目的と
する。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method capable of forming a finer pattern than a conventional pattern forming method using a transmission hologram.

【0014】以下に、ホログラフィ技術一般について説
明した後、透過型ホログラム乾板の微細化が困難である
理由を説明する。
After explaining the holography technique in general, the reason why it is difficult to miniaturize the transmission type hologram dry plate will be described.

【0015】ホログラフィによるパターン形成では、そ
の最小分解能はホログラム乾板の大きさと用いる光源の
波長に依存する。次式(1)に示すレンズ光学系の公式
により、分解能δXは与えられる。
In pattern formation by holography, the minimum resolution depends on the size of the hologram dry plate and the wavelength of the light source used. The resolution δX is given by the formula of the lens optical system shown in the following equation (1).

【0016】δX=λL/D (1) δXは分解能、λは波長、Lはホログラムとレンズの距
離、Dはホログラムの直径である。利用しうるホログラ
ムの大きさには限界があるため、最終的にパターン分解
能は、波長に依存することになる。
ΔX = λL / D (1) δX is the resolution, λ is the wavelength, L is the distance between the hologram and the lens, and D is the diameter of the hologram. Since there is a limit to the size of the hologram that can be used, the pattern resolution ultimately depends on the wavelength.

【0017】ホログラフィにおける回折光には、ホログ
ラムを回折せずに直接通過してくるゼロ次光と高次の回
折光があるが、通常ゼロ次光には位相情報が含まれない
ためにパターンの再生は行われず、高次の回折光でパタ
ーンの再生が行われる。ホログラムの再生でオフアクシ
スの光学配置(レンズ、ホログラム、スクリーンなどの
コンポーネントが一本の光軸上に並んでいない状態)が
取られるのはこのためである。パターンが再生されない
ゼロ次光を除いて、パターンの再生が行われる高次光で
再生するときの光学配置がオフアクシスである。
The diffracted light in holography includes a zero-order light and a high-order diffracted light that pass directly without diffracting the hologram. Usually, the zero-order light does not include phase information, so that the pattern of the pattern is not included. The reproduction is not performed, and the reproduction of the pattern is performed with the higher-order diffracted light. It is for this reason that an off-axis optical arrangement (a state in which components such as lenses, holograms, and screens are not arranged on one optical axis) is adopted in hologram reproduction. Except for the zero-order light in which the pattern is not reproduced, the optical arrangement when reproducing with high-order light in which the pattern is reproduced is off-axis.

【0018】ホログラムの作成方法には光の場合、物体
光と参照光を干渉させ、それをガラス基板上に露光しホ
ログラムとして用いる昔からの方法と、ホログラム乾板
上の情報は物体(パターン形状に相当)に照射して出て
きた光の位相及び強度情報であり、物体形状(パター
ン)のフーリエ変換であるため、計算によって透過関数
を求め、それを適当なフィルム上に実現する方法の二つ
がある。後者は、計算機ホログラム(CGH)と呼ばれ
る。後者の方法によれば人工的に計算で作り出すことが
可能であり、1967年にコンピュータによる2値の計
算機ホログラムが示された。以来、デジタル・ファース
ト・トランスファ(DFFT)の方法が改良され、良質
の再生像が形成されるようになり、3次元のパターン形
成もコンピュータ合成ホログラムでできるようになって
いる。
In the case of holograms, in the case of light, an object light and a reference light interfere with each other, and the light is exposed on a glass substrate and used as a hologram. Phase) and intensity information of the light emitted by the light source and the Fourier transform of the shape of the object (pattern). Therefore, there are two methods of obtaining the transmission function by calculation and realizing it on an appropriate film. is there. The latter is called a computer generated hologram (CGH). According to the latter method, it can be artificially created by calculation. In 1967, a binary computer-generated hologram by a computer was presented. Since then, the digital first transfer (DFFT) method has been improved, a high-quality reproduced image can be formed, and a three-dimensional pattern can be formed using a computer-generated hologram.

【0019】このようなコンピュータにより合成された
ホログラムは、仮想物体からの光学情報、特に位相情報
を0か1の情報としてホログラム上に記録するものであ
る。透過型ホログラムは、図13に示すように、その情
報記録面を有限数のセルに分割し、例えば1を100%
透過の穴(一つのセルに相当)に、0を100%不透過
(一つのセルに相当)に対応させるもので、ホログラム
には実際に穴が開けられ、これらの穴が仮想物体からの
位相・強度情報に従って形成されている。開口または閉
口一つ一つがセルである。
A hologram synthesized by such a computer records optical information from a virtual object, in particular, phase information as 0 or 1 information on the hologram. As shown in FIG. 13, the transmission hologram divides its information recording surface into a finite number of cells, and for example, 1 is set to 100%
In the transmission hole (corresponding to one cell), 0 corresponds to 100% opacity (corresponding to one cell), and holes are actually formed in the hologram, and these holes are phased from the virtual object. -It is formed according to the strength information. Each opening or closing is a cell.

【0020】ここで、パターンの分解能を上げようとし
た場合、式(1)より、波長を短くしていけば良いこと
になる。すなわち、現在使用されているKrF、ArF
等のエキシマレーザーの波長を超えた微細加工では、さ
らに波長の短いX線、もしくは電子線をリソグラフィ用
光源として用いることが有効である。
Here, when trying to increase the resolution of the pattern, it is necessary to shorten the wavelength according to equation (1). That is, the currently used KrF, ArF
In microfabrication exceeding the wavelength of an excimer laser, for example, it is effective to use an X-ray or an electron beam having a shorter wavelength as a light source for lithography.

【0021】高分解能のホログラフィックなパターン形
成方法では、その光源としては干渉性の良好な波動性の
ものであればよい。例えば、フィールドエミッションで
放出される電子線の物質波(de Bloglie波)
を用いることができる。100keVの電子線の波長は
0.03オングストロームであり、この電子線を用いた
バイプリズム(ホログラムの一種)でグレーティングを
形成した例が、1995年、アプライド・フィジックス
・レター(Appl.Phys.Lett.66(19
95)p.1560)、第66巻、第1560頁に記載
されている。
In the holographic pattern forming method with high resolution, any light source may be used as long as it has good coherence and good wave characteristics. For example, a material wave (de Broglie wave) of an electron beam emitted by field emission
Can be used. The wavelength of an electron beam of 100 keV is 0.03 angstroms, and an example in which a grating is formed by a biprism (a type of hologram) using this electron beam was applied in 1995 by Applied Physics Letter (Appl. Phys. Lett. 66 (19
95) p. 1560), Vol. 66, p. 1560.

【0022】このような短波長の光を回折させるために
は、その波長程度のホログラムパターンを形成する必要
がある。近年の電子線露光による超微細パターン形成技
術の発展は目覚ましく、0.02ミクロンオーダーのパ
ターン形成は可能で、光源の短波長化に対応して、微細
ホログラムを形成することができる。
In order to diffract such short-wavelength light, it is necessary to form a hologram pattern of about that wavelength. In recent years, the development of ultrafine pattern forming technology by electron beam exposure has been remarkable, and it is possible to form a pattern on the order of 0.02 microns, and to form a fine hologram in response to a shorter wavelength of a light source.

【0023】しかし、同時に透過型ホログラムを構成す
るセルサイズが小さくなり、数十nmオーダーになる
と、ホログラムに開けられた穴と穴との間隔が非常に小
さくなり、このようなサイズで透過型ホログラムを形
成、保持することが非常に困難になってくる。
However, at the same time, when the size of the cell constituting the transmission hologram is reduced to several tens of nanometers, the distance between the holes formed in the hologram becomes very small. It becomes very difficult to form and maintain

【0024】透過型ホログラムでは、パターンの配置に
よって、形成不可能な部分が生じる問題がある。通常、
CGH(計算機ホログラム)のパターンは、仮想物体の
画素数(X,Y)に対応した個数による2次元の空間周
波数のセル(m,n)で表現される。各(m,n)はフ
ーリエ変換で得られた位相情報を持ち、この複素情報を
量子化した上で、この複素数をサブセルで表現する。こ
のサブセルによる表現の中で、隣り合うセル同士で透過
穴のパターンが保持できない、いわゆる空中に浮いた形
のサブセルパターンが生じ、ホログラムを形成できなく
なってしまう。
In the transmission type hologram, there is a problem that a part which cannot be formed occurs depending on the arrangement of the pattern. Normal,
A CGH (computer hologram) pattern is represented by a two-dimensional spatial frequency cell (m, n) with a number corresponding to the number of pixels (X, Y) of the virtual object. Each (m, n) has phase information obtained by Fourier transform. After quantizing this complex information, this complex number is represented by a subcell. In the expression by the subcells, a so-called floating subcell pattern in which the pattern of the transmission holes cannot be held between adjacent cells occurs, and a hologram cannot be formed.

【0025】従って、透過型のホログラム乾板の微細化
が困難であるため、透過型ホログラムを用いたリソグラ
フィでは、極微細なパターンを形成することができない
という問題がある。
Therefore, it is difficult to miniaturize a transmission type hologram dry plate, and there is a problem that an extremely fine pattern cannot be formed by lithography using a transmission type hologram.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、ホログラム乾板として透過型ホログラ
ムではなく反射型ホログラムを用いて、2次元や3次元
のパターンを形成することを大きな特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is directed to forming a two-dimensional or three-dimensional pattern by using a reflection hologram instead of a transmission hologram as a hologram dry plate. Features.

【0027】本発明は、任意のパターンをもとに計算機
合成により反射型ホログラムを作成し、前記ホログラム
に光源を照射し、ホログラムからの反射波による再生像
を用いてパターンを形成することを特徴とする反射型ホ
ログラムによるパターン形成方法である。
The present invention is characterized in that a reflection type hologram is created by computer synthesis based on an arbitrary pattern, a light source is irradiated on the hologram, and a pattern is formed using a reproduced image by a reflected wave from the hologram. This is a pattern forming method using a reflection hologram.

【0028】パターンを形成しようとする基板を、反射
型ホログラムによる再生像が結像する位置に配置し、ホ
ログラムからの反射波による光源と反応することによっ
て前記再生像に対応したパターンを形成するレジスト材
料を前記基板上に塗布しておくことを特徴とする。
A substrate on which a pattern is to be formed is disposed at a position where a reproduced image by a reflection hologram is formed, and a resist for forming a pattern corresponding to the reproduced image by reacting with a light source by a reflected wave from the hologram. It is characterized in that a material is applied on the substrate.

【0029】または、パターンを形成しようとする基板
を、反射型ホログラムによる再生像が結像する位置に配
置し、基板近傍に前記光源と反応して堆積物を生じるC
VDガスを導入することにより、前記再生像に対応した
パターンを前記基板上に形成することを特徴とするパタ
ーン形成方法である。
Alternatively, a substrate on which a pattern is to be formed is arranged at a position where a reproduced image formed by a reflection hologram is formed, and a reactant with the light source to form a deposit near the substrate.
A pattern forming method is characterized in that a pattern corresponding to the reproduced image is formed on the substrate by introducing a VD gas.

【0030】反射型ホログラム上に、前記光源に対して
透過率が十分に低い金属材料のコーティングを施してお
けば、反射効率が良くなり好ましい。
It is preferable that a reflection type hologram be coated with a metal material having a sufficiently low transmittance to the light source because the reflection efficiency is improved.

【0031】光源としては、例えばレーザー光、X線、
可干渉性電子線などを用いることができる。
As the light source, for example, laser light, X-ray,
A coherent electron beam or the like can be used.

【0032】また、本発明による3次元パターンの形成
方法は、前記反射型ホログラムを、任意の3次元パター
ンを互いに平行な平面で切断し複数の2次元パターンに
分解し、各2次元パターンにおける物体光の位相及び強
度情報と、各2次元パターン間の距離をもとにして計算
機合成により作製し、反射型ホログラムに前記光源を照
射し、反射型ホログラムで反射された再生像が前記各2
次元パターン毎に焦点距離が異なることを特徴とする反
射型ホログラムによるパターン形成方法である。
Further, in the method for forming a three-dimensional pattern according to the present invention, the reflection hologram is divided into a plurality of two-dimensional patterns by cutting an arbitrary three-dimensional pattern on planes parallel to each other, and the object in each two-dimensional pattern is decomposed. It is produced by computer synthesis based on the phase and intensity information of the light and the distance between each two-dimensional pattern, irradiates a reflection type hologram with the light source, and a reproduced image reflected by the reflection type hologram is formed by each of the above two types.
This is a pattern forming method using a reflection hologram, wherein the focal length is different for each dimensional pattern.

【0033】反射型ホログラム乾板は、CGHにより作
成されたバイナリーホログラムパターンに対応する凹
凸、あるいは開孔と閉孔とで作製されたホログラム記録
面が、ガラス基板やSi基板で裏打ちされ保持されてい
るために、透過型ホログラム乾板ではパターン形成でき
ないような開口率の高いパターンの形成や、反射型では
微細なホログラム乾板の形成も容易であるため、より微
細なパターンを形成することができる。
In the reflection type hologram dry plate, irregularities corresponding to a binary hologram pattern created by CGH, or a hologram recording surface created by opening and closing holes are lined and held by a glass substrate or a Si substrate. Therefore, it is easy to form a pattern having a high aperture ratio that cannot be formed with a transmission type hologram dry plate, and it is easy to form a fine hologram dry plate with a reflection type hologram dry plate, so that a finer pattern can be formed.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】本発明によるパターン形成方法の
一実施の形態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a pattern forming method according to the present invention will be described.

【0035】(本発明の実施の形態1)図1は、本発明
で使用する装置の基本的な配置の一例を示すものであ
る。まず、ホログラム1へ照射する光源としてレーザー
光を用いた場合について述べる。
(First Embodiment of the Present Invention) FIG. 1 shows an example of a basic arrangement of an apparatus used in the present invention. First, a case where laser light is used as a light source for irradiating the hologram 1 will be described.

【0036】図1において、Arレーザー光源から出た
レーザー光(波長419nm)は、途中ビームエクスパ
ンダー、コリメータを通って反射型ホログラム1に到達
する。反射型ホログラムで反射された光のうち、ゼロ次
光はビームライン経路に存在するアパーチャーにより光
学系から除かれ、ホログラム再生に寄与する高次光のみ
がレンズ3を通って、光学レジストが塗布されたパター
ン形成基板2上にパターンを再生、形成する。レンズ3
はフォーカス用であり、焦点距離の異なるレンズを用い
るとフォーカスされるパターンのサイズを変えることが
できる。
In FIG. 1, laser light (wavelength 419 nm) emitted from an Ar laser light source reaches the reflection hologram 1 through a beam expander and a collimator on the way. Of the light reflected by the reflection type hologram, the zero-order light is removed from the optical system by the aperture existing in the beam line path, and only the high-order light contributing to hologram reproduction passes through the lens 3 and is coated with an optical resist. The pattern is reproduced and formed on the formation substrate 2. Lens 3
Is used for focusing, and the size of a focused pattern can be changed by using lenses having different focal lengths.

【0037】次に、反射型ホログラム乾板1の作成方法
の一実施例を、図2〜図5を用いて説明する。コンピュ
ータ上での仮想パターンを図2に示すような“NEC”
の文字とする。
Next, an embodiment of a method for producing the reflection type hologram dry plate 1 will be described with reference to FIGS. The virtual pattern on the computer is "NEC" as shown in Fig. 2.
Character.

【0038】図3に、反射型CGHの作成プロセスフロ
ーチャートを示す。図3に示すように、まず、図2の文
字に対してランダムな位相を与え、フーリエ変換を行う
ことによりホログラム面での位相情報を求めた。この位
相情報を81階調の複素空間に量子化して2値のCGH
ホログラムとした。
FIG. 3 shows a flowchart of a process for producing a reflection type CGH. As shown in FIG. 3, first, a random phase was given to the character in FIG. 2, and the Fourier transform was performed to obtain phase information on the hologram surface. This phase information is quantized into an 81-gradation complex space to obtain a binary CGH.
It was a hologram.

【0039】さらに、このCGHホログラムに対して反
復フーリエ変換処理を行い、シュミレーションによる再
生像の最適化を図っても良い。このようにして計算され
たバイナリーホログラムパターンの一部を図4に示す。
Further, iterative Fourier transform processing may be performed on this CGH hologram to optimize a reproduced image by simulation. FIG. 4 shows a part of the binary hologram pattern calculated in this way.

【0040】本実施例では、上記反復法によって計算さ
れたCGHホログラムパターンを、ガラス基板上のPM
MA(ポリメチルメタクリレート)レジストに露光し、
Ag、Au、Alなどの金属を蒸着した後にリフトオフ
でホログラムパターンを形成したものを反射型ホログラ
ムとした。図5に、反射型ホログラム乾板の構成図を示
す。
In this embodiment, the CGH hologram pattern calculated by the above iterative method is
Exposure to MA (polymethyl methacrylate) resist,
A reflection hologram was formed by depositing a metal such as Ag, Au, or Al and then forming a hologram pattern by lift-off. FIG. 5 shows a configuration diagram of the reflection type hologram dry plate.

【0041】穴(開口)の配列形状によっては完全に宙
に浮いたパターン部分の出現が考えられる。しかし、反
射型ホログラム乾板では、ホログラムが基板(Si基
板)で裏打ち保持され、ホログラム乾板に反射する光を
用いて再生するため、従来の透過型ホログラム乾板の場
合と異なり、宙に浮いたパターン部分が存在しても、パ
ターンを再生することができる。このため、本発明によ
れば、ホログラム乾板をパターン形状によらず微細化で
き、反射型ホログラムよりも微細なパターンを形成する
ことができる。
Depending on the arrangement of the holes (openings), the appearance of a pattern part completely floating in the air is conceivable. However, in the reflection type hologram dry plate, the hologram is backed and held by a substrate (Si substrate) and is reproduced using light reflected on the hologram dry plate. , The pattern can be reproduced. Therefore, according to the present invention, the hologram dry plate can be miniaturized regardless of the pattern shape, and a pattern finer than a reflection hologram can be formed.

【0042】このホログラム乾板で反射した再生光を、
図1のレンズ3で集光し、再生像結像位置に、光学レジ
ストが塗布された基板2を用意し、基板2上にパターン
を再生し、パターンの形成を行った。この結果、良好な
ミクロンオーダーのレジストパターンの形成が確認でき
た。基板2上のレジストは、ホログラム再生光と反応す
るネガ型レジスト、又はポジ型レジストであり、ホログ
ラムパターンは両者で反転したものを使用する。
The reproduced light reflected by the hologram dry plate is
A substrate 2 coated with an optical resist was prepared at a position where a reproduced image was formed by condensing with the lens 3 of FIG. 1, and a pattern was reproduced on the substrate 2 to form a pattern. As a result, formation of a favorable micron-order resist pattern was confirmed. The resist on the substrate 2 is a negative resist or a positive resist that reacts with the hologram reproduction light, and the hologram pattern used is the one inverted from the other.

【0043】(本発明の実施の形態2)次に、ホログラ
ム再生系として電子線を用いた本発明の実施の形態を示
す。図6に、フィールドエミッション型の電子銃を用い
た反射型光学系による電子線ホログラム装置の構成図を
示す。
(Embodiment 2) Next, an embodiment of the present invention using an electron beam as a hologram reproducing system will be described. FIG. 6 shows a configuration diagram of an electron beam hologram device using a reflection type optical system using a field emission type electron gun.

【0044】コールド・フィールドエミッションで得ら
れる電子は、そのエネルギー幅が狭く、又干渉性が良好
であるという特徴がある。この冷陰極から約5keVで
引き出された電子は、コンデンサーレンズ、偏向電極、
対物レンズを通って反射型ホログラム1に照射される。
Electrons obtained by cold field emission are characterized by their narrow energy width and good coherence. Electrons extracted from the cold cathode at about 5 keV are supplied to a condenser lens, a deflection electrode,
The reflection hologram 1 is radiated through the objective lens.

【0045】コンデンサーレンズでは電流量を制御し、
偏向電極では電子ビームの方向をX軸、Y軸方向で調整
する。対物レンズは、ホログラム1に入射する電子ビー
ムのコリメート、ビームスポット形状(スティグマ)を
調整するものであり、ホログラムに入射する電子ビーム
を最終的に調整する機能を有する。
In the condenser lens, the amount of current is controlled.
The deflection electrode adjusts the direction of the electron beam in the X-axis and Y-axis directions. The objective lens adjusts the collimation of the electron beam incident on the hologram 1 and the beam spot shape (stigma), and has a function of finally adjusting the electron beam incident on the hologram.

【0046】電子ビームが反射型ホログラム1に照射さ
れるとき、ホログラム1面には電子線減速のためのリタ
ーディング電位がかけられていて、このリターディング
電位によって電子波の波長が制御される。本実施の形態
では、約4.0〜4.9keVの減速電位を用い、0.
1keV〜1keVのエネルギーを持つ電子線を用い
た。この場合の電子の波長は、約0.3〜1オングスト
ロームとなる。
When the reflection hologram 1 is irradiated with an electron beam, a retarding potential for decelerating the electron beam is applied to the surface of the hologram 1, and the wavelength of the electron wave is controlled by the retarding potential. In the present embodiment, a deceleration potential of about 4.0 to 4.9 keV is used,
An electron beam having an energy of 1 keV to 1 keV was used. In this case, the wavelength of the electrons is about 0.3 to 1 Å.

【0047】ホログラム1で反射された電子は、レンズ
3によって収束され、ポジ型電子線レジストが塗布され
た基板2上にホログラム再生パターンとして描かれる。
本実施の形態で用いた反射型ホログラムは、レーザー光
の場合と同様に、一つのCGHセルの大きさが20nm
であるネガレジストのホログラムパターンをSi基板上
に形成し、Siをドライエッチングで20nmほどエッ
チングしたものを用いた。本実施の形態により、反射電
子線によるホログラム再生像を、ポジ型電子線レジスト
上のパターンとして形成できた。
The electrons reflected by the hologram 1 are converged by the lens 3 and drawn as a hologram reproduction pattern on the substrate 2 coated with a positive electron beam resist.
The reflection hologram used in the present embodiment has a size of one CGH cell of 20 nm as in the case of laser light.
A hologram pattern of a negative resist was formed on a Si substrate, and Si was etched by about 20 nm by dry etching. According to the present embodiment, a hologram reproduced image by the reflected electron beam can be formed as a pattern on the positive type electron beam resist.

【0048】(本発明の実施の形態3)次に光源とし
て、コヒーレントなSOR(シンクロトロン・オービタ
ル・ラディエーション)による放射X線を用いる本発明
の実施の形態を説明する。ここでのコヒーレントとは、
X線の波が可干渉であることを指し、つまり波長がそろ
っていること、波面の大きさが少なくともホログラム乾
板程度であることを意味する。
(Third Embodiment of the Present Invention) Next, a third embodiment of the present invention using a radiation X-ray by coherent SOR (Synchrotron Orbital Radiation) as a light source will be described. What is coherent here?
It indicates that the X-ray wave is coherent, which means that the wavelengths are uniform and that the wavefront is at least as large as the hologram dry plate.

【0049】図7に、SOR源から照射されるX線(波
長20nm〜1nm)を用いた反射型光学系によるホロ
グラム装置の構成図を示す。SORから出た白色X線は
グレーティングで波長選択が行われ、スリットを通った
後、反射型ホログラム1に照射される。
FIG. 7 shows a configuration diagram of a hologram device using a reflection type optical system using X-rays (wavelength: 20 nm to 1 nm) irradiated from an SOR source. The wavelength of the white X-rays emitted from the SOR is selected by a grating, and after passing through a slit, the white hologram is irradiated on the reflection hologram 1.

【0050】本実施の形態で用いたホログラムは、電子
線用のホログラムと同様にCGHホログラムパターンに
対応して凹凸が形成されたSi基板を作製した後、反射
率を稼ぐためにSi表面にW(タングステン)コーティ
ングを施したものを使用した。タングステン以外でも、
X線に対して透過率が十分に低い材料であればよく、ま
たコーティングの順序も上記に限るものではなく、Si
エッチングの前であってもよい。反射率は、X線の波長
に強く依存し、例えばSORの波長が反射膜金属の特性
X線の波長に一致する領域では反射率は逆に低下するた
め、このような金属を避ければ大抵の金属膜を反射膜と
して使用できる。
The hologram used in the present embodiment is similar to the hologram for the electron beam, except that a Si substrate on which irregularities are formed corresponding to the CGH hologram pattern is manufactured, and then a W surface is formed on the Si surface in order to increase the reflectance. (Tungsten) coated was used. Other than tungsten,
It is sufficient that the material has a sufficiently low transmittance to X-rays, and the order of coating is not limited to the above.
It may be before the etching. The reflectivity strongly depends on the X-ray wavelength. For example, in a region where the SOR wavelength coincides with the characteristic X-ray wavelength of the reflective film metal, the reflectivity decreases conversely. A metal film can be used as a reflection film.

【0051】反射型ホログラム1で反射回折したX線は
ゾーンプレートを経て、X線ポジ型レジストが塗布され
た基板2上に収束投影される。本実施の形態において
も、反射X線によるホログラム再生像を、ポジ型X線レ
ジスト上のパターンとして形成することができた。
The X-ray reflected and diffracted by the reflection hologram 1 is converged and projected on a substrate 2 coated with an X-ray positive resist through a zone plate. Also in the present embodiment, a hologram reproduced image by reflected X-rays could be formed as a pattern on a positive type X-ray resist.

【0052】(本発明の実施の形態4)次に、本発明に
よる3次元パターン作成方法の実施の形態を示す。ホロ
グラムを用いたパターン形成において、再生パターンと
して3次元パターンが得られることは大きな特徴であ
る。図8、図9を用い、本発明による3次元パターン作
成方法を説明する。
(Embodiment 4 of the Present Invention) Next, an embodiment of a three-dimensional pattern forming method according to the present invention will be described. In pattern formation using a hologram, it is a great feature that a three-dimensional pattern is obtained as a reproduction pattern. A method for creating a three-dimensional pattern according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0053】3次元パターンの一例として、図8(a)
に示すような表面レリーフ型のパターンを考える。この
3次元パターンをいくつかの2次元パターンに分解し、
底辺から順次A面、B面、C面、…とする(図8
(a))。つまり、3次元物体をz方向に距離δhだけ
離れた2次元面A面、B面、C面…の重合体として取り
扱う。
FIG. 8A shows an example of a three-dimensional pattern.
Consider a surface relief type pattern as shown in FIG. Break this three-dimensional pattern into several two-dimensional patterns,
From the bottom side, A, B, C,...
(A)). That is, the three-dimensional object is treated as a polymer of two-dimensional planes A, B, C,... Separated by a distance δh in the z direction.

【0054】A、B、C、各面はそれぞれ焦点距離とパ
ターン形状の異なる2次元ホログラムであると考えられ
るため、ホログラムの計算では、各2次元面からの2次
元フーリエ変換の結果をδhの距離を考慮して合成する
ことにより、3次元パターンを表すホログラムを作製で
きる。このようにして得られた反射型ホログラムは、図
8(b)に示すように一見通常の2次元ホログラムと変
わらない形状である。
Since the surfaces A, B, and C are considered to be two-dimensional holograms having different focal lengths and pattern shapes, in the hologram calculation, the result of the two-dimensional Fourier transform from each two-dimensional surface is calculated as δh. By combining in consideration of the distance, a hologram representing a three-dimensional pattern can be produced. The reflection hologram obtained in this manner has a shape that is apparently the same as a normal two-dimensional hologram, as shown in FIG.

【0055】この反射型ホログラムに例えば光を照射
し、ホログラムで反射した光で3次元パターン形成基板
上にパターン再生像を結像する。基板上には図9(a)
に示すようにA面、B面、C面に対応して、z方向に距
離δhだけ離れて再生される。CGH形成時に2次元フ
ーリエ変換の結果をδhの距離を考慮して合成されるた
め、A面の焦点は基板からδh離れた位置であり、B
面、C面では光の収束が弱くなっている。またB面の情
報は、基板から2δhだけ離れた所で焦点が結ばれ、A
面、C面では光の収束が弱くなっている。
The reflection type hologram is irradiated with, for example, light, and the light reflected by the hologram forms a pattern reproduction image on the three-dimensional pattern forming substrate. Fig. 9 (a) on the substrate
As shown in (1), reproduction is performed at a distance δh in the z direction corresponding to the A, B, and C planes. Since the result of the two-dimensional Fourier transform is synthesized in consideration of the distance of δh at the time of CGH formation, the focal point of the A plane is a position δh away from the substrate, and
The convergence of light is weak on the plane and the C plane. In addition, the information on the surface B is focused at a position 2δh away from the substrate, and A
The convergence of light is weak on the plane and the C plane.

【0056】再生像の結像位置(パターン形成基板)近
傍には再生光と反応して堆積物を生じるCVD(化学気
相成長)ガスが導入されている。焦点位置での光の強度
と、焦点位置を外れた位置での光の強度比が、CVDの
反応エネルギーの敷居値をまたぐほど大きければ、A面
の情報はA面再生位置近傍のみでCVDの分解が起こ
り、基板上に堆積される。同様にB面、C面についても
各再生位置近傍のみでCVD反応が起こる。このように
して、本発明によれば、図8(a)の立体パターンを図
9(b)のようにCVDによって一括形成することがで
きる。
A CVD (chemical vapor deposition) gas, which reacts with the reproduction light to generate a deposit, is introduced in the vicinity of the position where the reproduced image is formed (pattern forming substrate). If the ratio of the light intensity at the focal position to the light intensity at the position outside the focal position is greater than the threshold value of the reaction energy of the CVD, the information on the A-plane will be obtained only in the vicinity of the A-plane reproducing position. Decomposition occurs and is deposited on the substrate. Similarly, the CVD reaction occurs on the B and C surfaces only in the vicinity of each reproduction position. In this manner, according to the present invention, the three-dimensional pattern of FIG. 8A can be collectively formed by CVD as shown in FIG. 9B.

【0057】この立体像形成のための装置の構成例を図
10に示す。反射型ホログラム1により反射された光
は、ビューポートを介して真空CVDチャンバー内に導
かれる。ビューポートは真空装置についているガラス窓
であり、真空と大気を隔てている。
FIG. 10 shows a configuration example of an apparatus for forming a three-dimensional image. The light reflected by the reflection hologram 1 is guided into a vacuum CVD chamber via a view port. The viewport is a glass window on the vacuum device that separates the vacuum from the atmosphere.

【0058】真空チャンバー内で基板上に再生像が投影
され、同時に基板面に向かってCVDのガスが導入され
ている。本実施の形態ではCVDガスとしてスチレンガ
スを用い、スチレンの分解生成物(炭素が主成分)の3
次元物体の形成を行った。本実施の形態によれば、断面
が三角の鋸刃形状のフレネルゾーンプレートなど、図8
(a)のような表面レリーフ型の3次元構造体を容易
に、しかも一つのホログラムで一括形成できる。
A reproduced image is projected on the substrate in the vacuum chamber, and at the same time, a CVD gas is introduced toward the substrate surface. In the present embodiment, styrene gas is used as a CVD gas, and 3% of styrene decomposition products (mainly carbon) is used.
A three-dimensional object was formed. According to the present embodiment, a Fresnel zone plate having a triangular saw blade shape in cross section is shown in FIG.
The three-dimensional structure of the surface relief type as shown in (a) can be easily and collectively formed by one hologram.

【0059】上記の3次元パターンは一つのホログラム
で形成したが、A、B、C、各面に相当する2次元ホロ
グラムを使用し、順次A面から再生していく方法もある
(図11)。A、B、C、各面のホログラム情報を計算
し、順次A面から再生していくと、A面の再生でCVD
の分解による堆積物で高さが増し(図11(b))、そ
の上面が次のB面再生時の焦点面となる。ここで、b面
を再生(堆積)し(図11(c))、順次C面(図11
(d))…と堆積させることで、立体構造を形成するこ
とができる。
Although the above three-dimensional pattern is formed by one hologram, there is a method in which two-dimensional holograms corresponding to A, B, and C are used and are sequentially reproduced from the A surface (FIG. 11). . The hologram information of each of the surfaces A, B, and C is calculated, and the hologram information is sequentially reproduced from the surface A.
The height is increased by the deposits resulting from the decomposition (FIG. 11B), and the upper surface thereof becomes the focal plane at the time of the next B-plane reproduction. Here, the b-side is reproduced (deposited) (FIG. 11C), and the C-side is sequentially reproduced (FIG. 11C).
By depositing (d)), a three-dimensional structure can be formed.

【0060】また、上記本発明の実施の形態ではCVD
を用いて3次元パターンを形成する方法を示したが、レ
ジスト材料としてその反応が光の強度に敏感なものを使
用し、焦点位置での光の強度と、焦点位置を外れた位置
での光の強度比が、レジスト材料の反応エネルギーの敷
居値をまたぐほど大きければ、レジスト材料によっても
3次元パターンを形成できる。
In the above embodiment of the present invention,
Although the method of forming a three-dimensional pattern using the method described above was used, a resist material whose reaction was sensitive to light intensity was used, and the light intensity at the focal position and the light at a position outside the focal position were used. If the intensity ratio is so large that it exceeds the threshold value of the reaction energy of the resist material, a three-dimensional pattern can be formed also by the resist material.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明によれば、ホログラムとして反射
型ホログラムを用いることで、微細なホログラムの形
成、保持が可能であるため、従来の透過型ホログラムで
は形成できないような開口率の高いパターンの形成や、
より微細なパターンの形成を行うことができる。また、
反射型ホログラムは基板で裏打ち、保持されているた
め、透過型ホログラムに比べて強度がある。
According to the present invention, since a fine hologram can be formed and held by using a reflection hologram as a hologram, a pattern having a high aperture ratio which cannot be formed by a conventional transmission hologram can be obtained. Formation and
A finer pattern can be formed. Also,
Since the reflection hologram is backed and held by the substrate, it has higher strength than the transmission hologram.

【0062】また、本発明は、ホログラムの再生に複
雑なレンズ系を必要としないため、調整作業がステッパ
ーによるリソグラフィよりも容易、非接触でパターン
を転写できるため、ごみの影響を受けづらい、ホログ
ラム乾板に多少の物理的欠陥(傷)が発生しても、再生
像に致命的な欠陥を生じることが少なく、汚れ、傷に強
い、実在しない仮想のパターンについても形成でき
る、3次元パターンを形成できるなど、ホログラムに
よるリソグラフィ技術が有する効果も兼ね備える。
Further, the present invention does not require a complicated lens system for reproducing the hologram, the adjustment operation is easier than the lithography using a stepper, and the pattern can be transferred in a non-contact manner. Even if some physical defect (scratch) occurs on the dry plate, a fatal defect is rarely generated in the reproduced image, and a three-dimensional pattern that can be formed even with a non-existing virtual pattern that is resistant to dirt and scratches is formed. For example, it also has the effects of holographic lithography.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の反射型ホログラムを用いた再生光学装
置の一構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing one configuration of a reproduction optical device using a reflection hologram of the present invention.

【図2】反転パターンの一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of an inverted pattern.

【図3】本発明の反射型CGHの作製プロセス図。FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a reflective CGH of the present invention.

【図4】バイナリーホログラムパターンの一例を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a binary hologram pattern.

【図5】反射型ホログラム乾板の一構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a reflection type hologram dry plate.

【図6】電子線を用いた本発明の反射型ホログラムによ
る再生光学系装置の一構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing one configuration of a reproduction optical system using a reflection hologram of the present invention using an electron beam.

【図7】SOR・X線を用いた本発明の反射型ホログラ
ムによる再生光学系装置の一構成を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing one configuration of a reproduction optical system using a reflection hologram of the present invention using SOR / X-rays.

【図8】(a)は表面レリーフ型の3次元構造体の構成
図で、(b)はそのバイナリーホログラム。
8A is a configuration diagram of a surface relief type three-dimensional structure, and FIG. 8B is a binary hologram thereof.

【図9】本発明による3次元構造体の形成原理を説明す
るための図。
FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of forming a three-dimensional structure according to the present invention.

【図10】本発明によるCVDを用いた3次元構造体形
成に用いるホログラム再生光学系装置の一構成を示す
図。
FIG. 10 is a diagram showing one configuration of a hologram reproducing optical system device used for forming a three-dimensional structure using CVD according to the present invention.

【図11】本発明による別の3次元構造体の形成原理を
説明するための図。
FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of forming another three-dimensional structure according to the present invention.

【図12】従来の透過型ホログラムによる再生光学系装
置の構成図。
FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional reproduction optical system using a transmission hologram.

【図13】従来の透過型ホログラムによるパターンの再
生原理を説明するための図。
FIG. 13 is a view for explaining the principle of reproducing a pattern by a conventional transmission hologram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反射型ホログラム 2 パターン形成基板 3 レンズ 4 レーザー発振機 5 透過型ホログラム DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reflection hologram 2 Pattern formation board 3 Lens 4 Laser oscillator 5 Transmission hologram

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 任意のパターンをもとに計算機合成によ
り反射型ホログラムを作成し、前記ホログラムに光源を
照射し、前記ホログラムからの反射波による再生像を用
いてパターンを形成することを特徴とする反射型ホログ
ラムによるパターン形成方法。
1. A method of producing a reflection hologram by computer synthesis based on an arbitrary pattern, irradiating the hologram with a light source, and forming a pattern using a reproduced image by a reflected wave from the hologram. Forming method using reflective hologram.
【請求項2】 任意のパターンをもとに計算機合成によ
り反射型ホログラムを作成し、前記ホログラムに光源を
照射して前記ホログラムからの反射波による再生像をパ
ターンを形成する基板上に結像し、前記基板上に塗布さ
れたレジスト材料が前記反射波による光源と反応するこ
とにより、前記再生像に対応したパターンを前記基板上
に形成することを特徴とする反射型ホログラムによるパ
ターン形成方法。
2. A reflection hologram is created by computer synthesis based on an arbitrary pattern, and a light source is irradiated to the hologram to form a reproduced image by a reflected wave from the hologram on a substrate on which a pattern is formed. A pattern corresponding to the reproduced image is formed on the substrate by reacting a resist material applied on the substrate with a light source based on the reflected wave.
【請求項3】 任意のパターンをもとに計算機合成によ
り反射型ホログラムを作成し、前記ホログラムに光源を
照射して前記ホログラムからの反射波による再生像をパ
ターンを形成する基板上に結像すると共に、前記基板近
傍に前記光源と反応して堆積物を生じるCVDガスを導
入することにより、前記再生像に対応したパターンを前
記基板上に形成することを特徴とする反射型ホログラム
によるパターン形成方法。
3. A reflection hologram is created by computer synthesis based on an arbitrary pattern, and a hologram is irradiated with a light source to form a reproduced image by a reflected wave from the hologram on a substrate on which a pattern is formed. A pattern corresponding to the reconstructed image is formed on the substrate by introducing a CVD gas which reacts with the light source to produce a deposit in the vicinity of the substrate. .
【請求項4】 前記反射型ホログラム上に、前記光源に
対して透過率が十分に低い金属材料のコーティングが施
されていることを特徴とする請求項1または請求項2ま
たは請求項3記載の反射型ホログラムによるパターン形
成方法。
4. The reflection type hologram is coated with a metal material having a sufficiently low transmittance to the light source on the reflection type hologram. A pattern forming method using a reflection hologram.
【請求項5】 前記光源が、レーザー光もしくはX線、
もしくは可干渉性電子線であることを特徴とする請求項
1から請求項4のいずれかに記載の反射型ホログラムに
よるパターン形成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the light source is a laser beam or an X-ray.
5. The pattern forming method using a reflection hologram according to claim 1, wherein the pattern is a coherent electron beam.
【請求項6】 前記パターンが2次元あるいは3次元パ
ターンであることを特徴とする請求項1から請求項5の
いずれかに記載の反射型ホログラムによるパターン形成
方法。
6. The pattern forming method using a reflection hologram according to claim 1, wherein the pattern is a two-dimensional or three-dimensional pattern.
【請求項7】 3次元パターンの形成方法であって、前
記反射型ホログラムを、任意の3次元パターンを互いに
平行な平面で切断し複数の2次元パターンに分解し、各
2次元パターンにおける物体光の位相及び強度情報と各
2次元パターン間の距離をもとにして計算機合成により
作製し、前記反射型ホログラムに前記光源を照射し、前
記反射型ホログラムで反射された再生像が前記各2次元
パターン毎に焦点距離が異なることを特徴とする請求項
1から請求項5のいずれかに記載の反射型ホログラムに
よるパターン形成方法。
7. A method for forming a three-dimensional pattern, wherein the reflection hologram is divided into a plurality of two-dimensional patterns by cutting an arbitrary three-dimensional pattern by planes parallel to each other, and the object light in each two-dimensional pattern is obtained. Is produced by computer synthesis based on the phase and intensity information and the distance between each two-dimensional pattern, irradiates the reflection type hologram with the light source, and the reproduced image reflected by the reflection type hologram forms the two-dimensional pattern. The pattern forming method according to any one of claims 1 to 5, wherein a focal length differs for each pattern.
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